江南新區(qū)市民廣場(chǎng)改建工程施工圖設(shè)計(jì)-電氣專業(yè)計(jì)算書

PAGEPAGE1江南新區(qū)市民廣場(chǎng)改建工程施工圖設(shè)計(jì)電氣專業(yè)計(jì)算書一、計(jì)算依據(jù)：《人民防空工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50225-2005）《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ16-2008）《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50052-2009）《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50054-2011）《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50034-2013）《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50217-2007）《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2015）《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》（第三版）《全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施》電氣（2009版）《建筑電氣常用技術(shù)數(shù)據(jù)》（04DX101-1）現(xiàn)行國(guó)家有關(guān)規(guī)范、規(guī)定及相關(guān)專業(yè)提供的技術(shù)資料二、計(jì)算內(nèi)容：1、供配電系統(tǒng)：（1）各類設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算（采用需要系數(shù)法）。（2）無(wú)功功率的補(bǔ)償計(jì)算。（3）變壓器容量選擇計(jì)算。（4）柴油發(fā)電機(jī)組的容量選擇計(jì)算。2、短路電流計(jì)算：（1）高壓短路電流的計(jì)算。（2）低壓短路電流的計(jì)算。3、低壓電器設(shè)備的選擇：（1）低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的選擇（2）低壓電纜的選擇及校驗(yàn)4、照明照度計(jì)算（采用單位功率法）。三、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及計(jì)算：1、1#變壓器負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及計(jì)算表序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備功率（KW）需要系數(shù)Kx功率因素cosφtgφ計(jì)算負(fù)荷備注安裝功率運(yùn)行功率Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kVA)1電站送風(fēng)機(jī)7.57.51.00.80.7515.811.9平戰(zhàn)一級(jí)電站排風(fēng)機(jī)7.57.5電站油泵1*0.751*0.752潛污泵20*410*40.80.80.753224平時(shí)一級(jí)戰(zhàn)時(shí)二級(jí)3排風(fēng)機(jī)12*8.512*8.50.80.80.75236.8177.6平時(shí)三級(jí)排風(fēng)機(jī)4*18.54*18.5送風(fēng)機(jī)16*7.516*7.54客梯1*121*121.00.61.331216平時(shí)二級(jí)5普通照明1201200.80.90.489646平時(shí)一級(jí)戰(zhàn)時(shí)二級(jí)6應(yīng)急照明45451.00.90.484521.6平戰(zhàn)一級(jí)7消控電源15151.00.80.75129平時(shí)一級(jí)8戰(zhàn)時(shí)送風(fēng)機(jī)4*5.54*5.50.80.80.756750.3戰(zhàn)時(shí)二級(jí)4*44*4戰(zhàn)時(shí)排風(fēng)機(jī)8*48*4戰(zhàn)時(shí)加壓泵16*1.18*1.1防化電源55戰(zhàn)時(shí)通信16160.80.80.7512.89.6戰(zhàn)時(shí)一級(jí)戰(zhàn)時(shí)戰(zhàn)時(shí)一級(jí)負(fù)荷776641同時(shí)系數(shù)K∑p=0.9,K∑q=0.95戰(zhàn)時(shí)二級(jí)負(fù)荷244176114戰(zhàn)時(shí)總計(jì)算負(fù)荷3210.750.840.64242155287平時(shí)合計(jì)平時(shí)一級(jí)負(fù)荷236181107同時(shí)系數(shù)K∑p=0.9,K∑q=0.95平時(shí)二級(jí)負(fù)荷121115平時(shí)三級(jí)負(fù)荷296213169平時(shí)總計(jì)算負(fù)荷5440.7440.810.72405291499無(wú)功補(bǔ)償容量△Qc-150補(bǔ)償后0.94405141429選擇1臺(tái)630kVA的變壓器，平均負(fù)載率=429/630=68%。2、2#變壓器負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及計(jì)算表序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備功率（KW）需要系數(shù)Kx功率因素cosφtgφ計(jì)算負(fù)荷備注安裝功率運(yùn)行功率Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kVA)1充電樁電源84*75880.450.80.75265198平時(shí)三級(jí)2充電樁監(jiān)控10100.80.80.7586平戰(zhàn)二級(jí)合計(jì)平時(shí)總計(jì)算負(fù)荷5980.4560.80.75273204341同時(shí)系數(shù)K∑p=1K∑q=1無(wú)功補(bǔ)償容量△Qc-100補(bǔ)償后0.93273104292選擇1臺(tái)400kVA的變壓器，平均負(fù)載率=292/400=73%。3、消防負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及計(jì)算表：序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備功率（KW）需要系數(shù)Kx功率因素cosφtgφ計(jì)算負(fù)荷備注安裝功率運(yùn)行功率Pjs(kW)Qjs(kvar)Sjs(kVA)1電站送風(fēng)機(jī)7.57.51.00.80.7515.811.9一級(jí)電站排風(fēng)機(jī)7.57.5電站油泵1*0.751*0.752潛污泵20*410*40.80.80.753224一級(jí)3室內(nèi)消火栓泵2*301*301.00.80.758261.5一級(jí)室外消火栓泵2*221*22噴淋泵2*301*304消防補(bǔ)風(fēng)機(jī)2*7.52*7.51.00.80.756851B2第一防火分區(qū)消防風(fēng)機(jī)排煙風(fēng)機(jī)2*242*24防火卷簾5*15*15消防補(bǔ)風(fēng)機(jī)2*7.52*7.51.00.80.756548.8B2第二防火分區(qū)消防風(fēng)機(jī)排煙風(fēng)機(jī)2*242*24防火卷簾2*12*16消防補(bǔ)風(fēng)機(jī)2*7.52*7.51.00.80.755440.5B2第三防火分區(qū)消防風(fēng)機(jī)排煙風(fēng)機(jī)2*18.52*18.5防火卷簾2*12*17消防補(bǔ)風(fēng)機(jī)2*7.52*7.51.00.80.756448B2第四防火分區(qū)消防風(fēng)機(jī)排煙風(fēng)機(jī)2*242*24防火卷簾1*11*18消防補(bǔ)風(fēng)機(jī)2*7.52*7.51.00.80.756952B1第六防火分區(qū)消防風(fēng)機(jī)排煙風(fēng)機(jī)2*242*24防火卷簾6*16*19消防補(bǔ)風(fēng)機(jī)2*7.52*7.51.00.80.756548.8B1第七防火分區(qū)消防風(fēng)機(jī)排煙風(fēng)機(jī)2*242*24防火卷簾2*12*110消防補(bǔ)風(fēng)機(jī)2*7.52*7.51.00.80.755440.5B1第八防火分區(qū)消防風(fēng)機(jī)排煙風(fēng)機(jī)2*18.52*18.5防火卷簾2*12*111消防補(bǔ)風(fēng)機(jī)2*7.52*7.51.00.80.756548.8B1第九防火分區(qū)消防風(fēng)機(jī)排煙風(fēng)機(jī)2*242*24防火卷簾2*12*112消控室電源15151.00.80.751511.3消控室13應(yīng)急照明45451.00.90.484521.6平戰(zhàn)一級(jí)火災(zāi)時(shí)最大運(yùn)行負(fù)荷7020.82259182317備注：計(jì)算火災(zāi)時(shí)最大運(yùn)行負(fù)荷時(shí)，消防風(fēng)機(jī)只取負(fù)荷最大的一個(gè)防火分區(qū)（第六火分區(qū)）參與計(jì)算。（電站附屬設(shè)備）+（消防水泵）+（污水泵）+（應(yīng)急照明）+（消防控制室電源）+（第六防火分區(qū)消防風(fēng)機(jī)）。四、無(wú)功補(bǔ)償及變壓器容量選擇計(jì)算：1、負(fù)荷計(jì)算結(jié)果：平時(shí)非消防保障性負(fù)荷192kW，平時(shí)總計(jì)算負(fù)荷為678kW；戰(zhàn)時(shí)一級(jí)負(fù)荷66kW，戰(zhàn)時(shí)二級(jí)負(fù)荷176kW；戰(zhàn)時(shí)總計(jì)算負(fù)荷242kW?；馂?zāi)時(shí)最大運(yùn)行負(fù)荷259kW；2、根據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及計(jì)算表，在變配電房設(shè)置一臺(tái)630KVA和一臺(tái)400kVA環(huán)氧樹脂絕緣干式變壓器，在工程剛投入使用初期或充電樁使用較少時(shí)，可切除一臺(tái)400kVA的變壓器，以利于節(jié)能。3、無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算：在變壓器低壓側(cè)設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置，使補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè)功率因數(shù)達(dá)到0.9以上。經(jīng)無(wú)功補(bǔ)償后1#變壓器計(jì)算負(fù)荷：Pjs=405（kW），Qjs=291（kVar)，△Qc=-150（kVar)，Sjs=429(kVA)，cosφ=0.94，變壓器平均負(fù)載率=429/630=68%。2#變壓器計(jì)算負(fù)荷：Pjs=273（kW），Qjs=204（kVar)，△Qc=-100（kVar)，Sjs=292(kVA)，cosφ=0.93，變壓器平均負(fù)載率=292/400=73%。五、柴油發(fā)電機(jī)組容量選擇計(jì)算：1、由負(fù)荷計(jì)算表可得：本工程火災(zāi)時(shí)最大運(yùn)行負(fù)荷為：259kW，平時(shí)非消防保障負(fù)荷為：192kW,戰(zhàn)時(shí)總計(jì)算負(fù)荷為：242kW。2、發(fā)電機(jī)容量選擇計(jì)算，按上述三者最大值計(jì)算。（根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ16-2008第6.1.2條的條文說(shuō)明相關(guān)公式計(jì)算）：（1）按穩(wěn)態(tài)負(fù)荷計(jì)算發(fā)電機(jī)容量（按戰(zhàn)時(shí)負(fù)荷計(jì)算）：

式中：——發(fā)電機(jī)額定功率（kW）；

——總計(jì)算負(fù)荷（kW）；——總負(fù)荷計(jì)算效率，一般取0.82~0.88，本工程取0.85進(jìn)行計(jì)算；

——負(fù)荷率，取為1.0；

（2）按單臺(tái)電動(dòng)機(jī)或成組電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的需要，計(jì)算發(fā)電機(jī)容量（本工程發(fā)電機(jī)所帶負(fù)荷中最大一臺(tái)電機(jī)為噴淋泵30kW，次大的電動(dòng)機(jī)為排煙風(fēng)機(jī)24kW。a、噴淋泵直接啟動(dòng)時(shí)：b、噴淋泵采用星三角降壓?jiǎn)?dòng)方式時(shí)：式中：——發(fā)電機(jī)額定功率（kW）；

——總計(jì)算負(fù)荷（kW）；——電動(dòng)機(jī)起動(dòng)功率因數(shù)，一般取0.4；——總負(fù)荷計(jì)算效率，一般取0.82~0.88，本工程取0.85；

——起動(dòng)容量中最大的電動(dòng)機(jī)或成組電動(dòng)機(jī)（kW）；K——電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)倍數(shù)，母線允許電壓降20%時(shí)取5.5，母線允許電壓降15%時(shí)取7，母線允許電壓降10%時(shí)取8；C——按電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式確定的系數(shù)；全壓起動(dòng)：C=1，星三角起動(dòng)：C=0.67；自耦降壓起動(dòng)：50%抽頭C=0.25，65%抽頭C=0.42，80%抽頭C=0.64。c、排煙風(fēng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)：（3）按發(fā)電機(jī)母校允許電壓降計(jì)算發(fā)電機(jī)容量（本工程發(fā)電機(jī)所帶負(fù)荷中最大一臺(tái)直接起動(dòng)的電機(jī)為消防排煙風(fēng)機(jī)24，最大一臺(tái)降壓起動(dòng)的電機(jī)為噴淋泵30KW）：a、排煙風(fēng)機(jī)采用直接起動(dòng)時(shí)：b、噴淋泵采用星三角降壓?jiǎn)?dòng)方式時(shí)：式中：——導(dǎo)致發(fā)電機(jī)最大電壓降的電動(dòng)機(jī)總?cè)萘浚╧W）；

——發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電抗，一般取0.25；——發(fā)電機(jī)母線允許的瞬時(shí)電壓降，一般取0.25～0.3（有電梯時(shí)取0.2），K,C——意義與上式相同；（4）根據(jù)上述三種計(jì)算方式進(jìn)行比較，故按排煙風(fēng)機(jī)直接啟動(dòng)，噴淋泵降壓?jiǎn)?dòng)的工況來(lái)選擇平時(shí)柴油發(fā)電機(jī)組的容量，則所需柴油發(fā)電機(jī)組的容量為329kW。3、發(fā)電機(jī)組選擇：根據(jù)人防工程的平戰(zhàn)共用的特點(diǎn)，按戰(zhàn)時(shí)固定電站機(jī)組臺(tái)數(shù)不少于兩臺(tái)的要求。故本工程選擇兩臺(tái)WIC200G（常用功率：180kW；備用功率200kW）風(fēng)冷式、自啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組。兩臺(tái)發(fā)電機(jī)組并列運(yùn)行。六、短路電流計(jì)算：1、因?yàn)椴恢?0kV系統(tǒng)引接點(diǎn)的短路容量及引接點(diǎn)至工程變配電房的電纜型號(hào)及長(zhǎng)度，故10kV系統(tǒng)的短路電流計(jì)算、繼電保護(hù)裝置、高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的選擇等工作由供電部門進(jìn)行深化設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行計(jì)算及校驗(yàn)。2、短路點(diǎn)阻抗計(jì)算：低壓配電線路由于長(zhǎng)度較長(zhǎng)，電纜截面較小，其線路阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電力系統(tǒng)阻抗，故電力系統(tǒng)阻抗可忽略不計(jì)。選取距配電房較近、電纜較大的線路末端為短路點(diǎn)計(jì)算。本工程以負(fù)二層充電樁配電箱四計(jì)算為例。各線纜單位長(zhǎng)度阻抗值參見(jiàn)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版第155～160頁(yè)。各短路點(diǎn)的阻抗計(jì)算表電路元件短路點(diǎn)元件阻抗（mΩ）短路點(diǎn)阻抗（mΩ）電阻電抗相保電阻相保電抗阻抗相保阻抗變壓器SCB10-400KVAUk%=4,D/yn113.615.593.615.59變壓器低壓出口處K13.615.593.615.591616母線：TMY-4（63x6.3），L=10m0.076×100.188×100.152×100.4×10低壓配電屏出口處K24.3617.475.1219.591820.2出線2WPM4：WDZB-YJY-4X120+1X70，L1=40m0.146×400.076×400.596×400.161×40配電箱進(jìn)線端K310.220.5128.9626.0322.938.93、低壓短路電流計(jì)算時(shí)，假設(shè)系統(tǒng)容量為無(wú)窮大，平均電壓取0.4KV進(jìn)行計(jì)算。（1）對(duì)稱三相穩(wěn)態(tài)短路電流計(jì)算式：（2）短路全電流有效值計(jì)算式：（3）對(duì)稱短路電流的峰值出現(xiàn)在短路發(fā)生后的前半周內(nèi)（0.01S），短路沖擊電流計(jì)算式：（4）單相短路電流及計(jì)算式：（5）各短路點(diǎn)短路電流計(jì)算表電流名稱三相短路電流（kA）單相短路電流（kA）阻抗比峰值系數(shù)短路沖擊電流（kA）短路全電流有效值計(jì)算式短路點(diǎn)K114.413.80.231.836.721.7K212.810.890.251.832.619.3K3105.60.51.318.411七、低壓電器設(shè)備選擇：（一）、低壓斷路器開(kāi)關(guān)設(shè)備的選擇：1、校驗(yàn)低壓開(kāi)關(guān)柜的動(dòng)熱穩(wěn)定：本工程變配電房低壓開(kāi)關(guān)柜采用GCS型抽屜式開(kāi)關(guān)柜，熱穩(wěn)定電流50kA，動(dòng)穩(wěn)定電流120kA。因K1點(diǎn)短路電流14.4kA，峰值沖擊電流36.7kA，故開(kāi)關(guān)柜滿足動(dòng)熱穩(wěn)定的要求。2、低壓斷路器的選擇及整定：（1）變壓器低壓總開(kāi)關(guān)D1的選擇及整定：a、變配電房400kVA變壓器低壓側(cè)額定電流為：Ieb=578A；選用CW3-1600M/EQ36框架斷路器,其額定電流為630A。b、整定電流為630A，即630A>578A，大于變壓器額定電流；c、分段能力為50KA，即50>14.4kA；d、長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器整定值：；式中：Izd1：長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器的整定電流（A）；Kzd1：可靠系數(shù)，考慮整定誤差，取1.1；Ieb：變壓器低壓側(cè)額定電流（A）。e、短延時(shí)過(guò)電流脫扣器整定值：式中：Izd2——短延時(shí)過(guò)電流脫扣器的整定電流（A）；Kzd2——可靠系數(shù)，取1.3；M——過(guò)電流倍數(shù)，一般取（3～5），本工程取5；T——整定時(shí)間（S）。f、瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器整定：，式中：Izd1：長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器的整定電流（A）（2）變配電房低壓出線開(kāi)關(guān)D2的選擇及整定：低壓出線開(kāi)關(guān)處K2點(diǎn)短路電流12.8kA,小于變壓器低壓出口處短路電流K1點(diǎn)，選用塑殼斷路器，其分段能力選35KA。a、充電樁箱四計(jì)算負(fù)荷147KW，需要系數(shù)為0.75，功率因數(shù)為0.8，計(jì)算電流為209A；選CM3-250L/3350塑殼斷路器（非選擇型）。b、額定電流為250A，即250A>196A；c、長(zhǎng)延時(shí)整定整定值：,整定為250A。式中：Izd1：長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器的整定電流（A）；Kzd1：可靠系數(shù)，考慮整定誤差，取1.1；d、短路瞬時(shí)整定電流：非選擇型斷路器，其瞬時(shí)整定電流：，式中：In：脫扣器的整定電流（A）；e、短路瞬時(shí)整定電流校驗(yàn)：瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器動(dòng)作電流的1.3倍應(yīng)小于線路末端單相短路電流：即1.3×3000=3.9KA＜10.9kA由此可知，該斷路器及整定電流滿足保護(hù)要求。3、上下級(jí)開(kāi)關(guān)的選擇性配合校驗(yàn)：（1）選擇型開(kāi)關(guān)與非選擇型開(kāi)關(guān)的配合，上級(jí)（變壓器低壓側(cè)總開(kāi)關(guān)）長(zhǎng)（短）延時(shí)整定電流應(yīng)大于下級(jí)（低壓出線開(kāi)關(guān)）1.3倍。，即630A≥1.3×250A，滿足要求。，即5×630A＞1.3×3000A，滿足要求。，但是12×630A＜1.2×10.9KA，不滿足選擇性要求，所以變壓器低壓側(cè)主開(kāi)關(guān)不設(shè)短路瞬時(shí)脫扣保護(hù)。4、其余低壓開(kāi)關(guān)的選擇情況見(jiàn)“低壓配電系統(tǒng)圖”，經(jīng)校核，變壓器低壓主進(jìn)開(kāi)關(guān)與各低壓饋出線開(kāi)關(guān)均能滿足選擇性配合要求。（二）、低壓電纜選擇：1、選距配電房最遠(yuǎn)的負(fù)一層防火分區(qū)五應(yīng)急照明源為例：應(yīng)急照明總配電箱出線斷路器長(zhǎng)延時(shí)整定電流選25A（過(guò)載作用于報(bào)警）。2、按持續(xù)工作電流選擇：選擇WDZBN-Y